CN113239485A - 一种适用大过载与反飞工况的飞机油量传感器布局方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种适用大过载与反飞工况的飞机油量传感器布局方法，旨在解决现有布局优化方法丢失最优解、无法满足大过载与反飞工况下的飞机油量测量传感器布局的问题。为此目的，本发明中的方法包括：划分并离散油箱底部和顶部可行安装区域；生成多角度的传感器安装线；对安装线进行预过滤处理；对油面姿态角进行离散与组合；根据油面姿态获得满足不可测量油量约束的安装线集合组；对集合组进行划分与合并；根据连续性要求和姿态误差约束从划分的集合组中选择最优的传感器布局方案。本发明具有通用性强、寻优性能好、能够自动对倾斜传感器布局方案进行寻优的特点，可以满足大过载与反飞工况下油量测量传感器布局优化工作需求。

Description

一种适用大过载与反飞工况的飞机油量传感器布局方法

技术领域

本发明属于飞机油箱油量测量领域，具体涉及一种适用大过载与反飞工况的飞机油量传感器布局方法。

背景技术

油箱测量系统是飞机燃油系统的重要组成部分，是飞行员准确估计油量的基础，同时承担着飞机在油箱满油或者低油量情况下的告警功能。目前国内外普遍采用电容式传感器进行飞机油量测量，根据其浸油高度不同，传感器向机载计算机输出不同的电容值，机载计算机通过解算油平面的姿态角与高度从而计算剩余油量的体积。传感器的布局需要充分考虑传感器数量限制、不可测油量约束、连续性约束、姿态误差约束。国内在进行传感器布局方面，长期采用人工布置的方式，根据油箱模型的几何尺寸结合理论分析的方法进行布局，严重依赖设计人员经验，并且需要大量的运算。

近年来，有研究人员提出了一些传感器自动化布局手段，但其缺点在于：生成安装线时只能以固定角度生成或者根据油箱底部的离散点指定方向进行生成，无法自动生成包含各种倾斜角度的安装线；在计算过程中，对于不可测量油量约束得到的多个集合，使用阈值限制的方法预先进行合并，在合并的过程中，有交集的两个集合只取其交集部分，删除掉了非交集部分，导致在合并过程中未考虑最优解在被删除部分的情况，较大概率上丢失了最优解，进一步使生成的传感器布局解决方案性能不佳或无法找到满足要求的传感器布局方案；并且在整个优化过程中，连续性判断方法不能满足倾斜传感器的约束原则。

在大过载和反飞工况下油箱内部会产生各种特殊姿态的大角度油面，此时

只考虑竖直布置或单一倾斜角度布置得到的优化结果无法满足油量测量的各项性能，需要在传感器布局优化的过程中设计考虑多种倾斜角度传感器的布局优化方法，并提出避免丢失最优解的设计手段。

发明内容

为了解决现有技术存在的上述问题，本发明提供一种适用大过载与反飞工况的飞机油量传感器布局方法，通用性强、寻优性能好，可以满足特殊工况与异形油箱的油量测量传感器布局优化工作需求。

为达到上述目的，本发明采用如下技术方案来实现的：

一种适用大过载与反飞工况的飞机油量传感器布局方法，包括以下步骤：

步骤1)划分油箱底部与顶部的可布置区域，生成底部和顶部离散点；

步骤2)对油箱底部与顶部的离散点进行笛卡尔乘积，建立不同方向的传感器安装线；

步骤3)对传感器安装线进行预过滤处理；

步骤4)对油面姿态角进行离散与组合；

步骤5)使用不同姿态角的油平面对安装线进行不可测量油量约束得到传感器安装线集合组；

步骤6)对不可测量油量约束的结果集合组进行划分合并；

步骤7)根据连续性约束和姿态误差约束从划分合并后的集合组中选择最优的传感器布局方案。

本发明进一步的改进在于，所述步骤3)对安装线进行预过滤处理的方法为：

步骤3.1)，根据传感器与油箱安装顶底部间隙、传感器底部、顶部非受感长度对所有传感器安装线的底部和顶部进行修正；

步骤3.2)，过滤长度、倾斜角度超出阈值范围的传感器安装线；

步骤3.3)，遍历所有安装线，与油箱模型求交点，过滤与模型存在交点的安装线。

本发明进一步的改进在于，所述步骤4)中对油面姿态角进行离散时，如果姿态范围区间长度大于180°，将姿态范围设置为任意长度等于180°的区间，然后进行离散。

本发明进一步的改进在于，所述步骤5)中使用不同姿态角的油平面对安装线进行不可测量油量约束得到传感器安装线集合的方法为：

步骤5.1)获取油箱模型的所有坐标点，将所有点沿第i个姿态下油平面法向方向由近到远进行排序，获取该方向的最近点，将油平面移动到最近点；

步骤5.2)计算此时油平面法向相反方向的模型切割体积；

步骤5.3)如果步骤5.2)所述的体积小于底部不可测油量约束体积，则油平面沿法向方向平移一段距离，并返回步骤5.2)；

步骤5.4)如果步骤5.2)所述的体积大于底部不可测油量约束体积，则油平面沿法向相反方向平移一段距离，并返回步骤5.2)；

步骤5.4)如果步骤5.2)所述的体积等于底部不可测油量约束体积，则用此位置的油平面与所有安装线求交，将存在交点的安装线序号保存集合中，得到满足第i个姿态底部不可测量油量约束的传感器安装线集合；

步骤5.5)获取满足第i个姿态顶部不可测油量约束的安装线集合，其方法是步骤5.1)至步骤5.4)的对应过程，并将油平面移动至法向方向最远点，计算油平面法向相同方向的模型切割体积，并与顶部不可测量约束体积对比，如果不同，则油平面作对应的平移并再此进行切割对比，如果相同，则进行安装线求交运算，得到顶部不可测量约束安装线集合；

步骤5.6)如果i<＝姿态个数，则i＝i+1，同时返回步骤5.1)，否则算法结束，得到满足所有姿态的底部、顶部不可测量约束安装线集合组。

本发明进一步的改进在于，所述步骤6)对不可测量油量约束的结果集合组进行划分合并的方法包括：

步骤6.1)判断不可测量油量约束的结果集合组U中的各个集合是否存在公共交集，如果存在，划分合并结束，否则根据步骤6.2)至步骤6.5)寻找划分合并至两组集合的方式；

步骤6.2)判断集合组U中各个集合的相交关系，建立包含两两相交关系的相交关系矩阵，矩阵中第i行的元素保存集合组U中与第i个集合有交集的集合的编号；

步骤6.3)按照相交关系矩阵每行的元素个数进行排序，找出元素个数最小的一行，序号为j；

步骤6.4)利用回溯算法，从第j行中选择r个集合，其中，r＝1,2,3,...,min，min是第j行的元素个数，判断r个集合与第j个集合构成的集合组Ur是否有公共交集，如果没有公共交集，作为回溯算法的剪枝条件返回，选择其他路径下的集合组Ur，如果有公共交集，进行步骤6.5)；

步骤6.5)用集合组U减去集合组Ur，得到差集集合组Us，判断Us集合组是否有公共交集，如果有公共交集，则(Ur,Us)两个集合组作为一种两根传感器下的划分方式进行保存，如果没有公共交集，则返回步骤6.4)选择其他路径进行判断，直到所有路径下的划分方式判断完毕；

步骤6.6)把集合组U划分为3个或3个以上集合组，该过程是步骤6.2)至步骤6.5)的类似过程，区别在于步骤6.5)中不直接判断差集集合组Us是否有公共交集，而是对Us执行步骤6.2)至步骤6.5)的过程，将Us划分为两个集合组，如果划分成功，则与Ur构成三个集合组，对差集Us执行划分为3个集合组的方法，将集合组U划分为3个以上集合组，不断重复此过程，直到将集合组U划分成功并找到该传感器数量下的所有划分方式；

所述步骤6.3)至步骤6.6)的过程中，能够使用步骤6.2)生成的相交关系矩阵，加速合并过程中的交集判断。

本发明进一步的改进在于，所述步骤7)中的连续性判断方法为：

a)获取飞机工况在最大左滚转、最大右滚转、最大抬头和最大低头状态时的油面姿态；

b)获取要判断连续性的若干根传感器的底点、顶点；

c)对于步骤a)中的某个姿态，将步骤b)中获取到的所有点沿该姿态油平面法向方向由近到远排序，删除最近点和最远点，得到剩余的点集合；

d)油平面依次过剩余点集合中的每个点，判断与所有传感器的交点数量，如果交点数量小于2则判断该组传感器不连续，算法结束，否则进行步骤e)；

e)判断是否对四个姿态下都进行了连续性判断，如果是，则判断该组传感器连续，算法结束，否则切换到下一个姿态，返回步骤c)。

与现有技术相比，本发明至少具有如下有益的技术效果：

本发明提供的一种适用大过载与反飞工况的飞机油量传感器布局方法，通过对油箱底部、顶部分别进行离散化处理，可以建立不同方向的初始传感器安装线，通过对这些安装线进行约束处理、集合划分等操作，实现在飞机油箱内进行不同倾斜角度的传感器布局，从而为大过载与反飞工况下的飞机油量传感器布局提供了技术方案。同时，通过传感器安装线预过滤手段，避免了安装线与油箱模型内部产生干涉，预先过滤了不符合设计要求的传感器，从而缩减了优化空间，减少了后续过程中不必要的计算。

本发明中提出的角度离散化方法避免了不可测量油量的重复判断，可以增加反飞工况下传感器的布局精度。通过沿油平面法向方向寻找不可测量油量的切割位置，解决了油平面处于大姿态时寻找切割位置速度慢、迭代次数多的问题。通过预先建立相交关系表的方法，结合回溯算法可以解决传统布局方法在集合合并时丢失最优解的问题。提出的连续性判断方法能够解决倾斜传感器的连续性判断问题。

本发明具有通用性强、寻优性能好、自动化程度高的优点，可以满足大过载与反飞工况下的传感器布局需求，也能满足战斗机、导弹等武器装备上特殊异形油箱的传感器布局需要，其方法对其他液体测量领域中的传感器问题同样具有指导意义。

附图说明

图1中(a)和(b)是滚转角-22°时与滚转角158°时油箱底部不可测量油量区域示意图；

图2是不可测油量约束结果集合组示意图；

图3是某2根传感器数量下集合划分方式示意图；

图4是连续性判断流程图；

图5是某油箱传感器布局结果图。

具体实施方式

下面结合附图与实施例对本发明作进一步说明。需要声明的是，所描述的实施例仅仅是本发明的一种优选实施例，并非全部实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明提供的一种适用大过载与反飞工况的飞机油量传感器布局方法，包括以下步骤：

1、划分油箱底部与顶部的可布置区域，生成底部和顶部离散点

1.1)将油箱的模型导入CATIA或Pro/E等三维模型处理软件。

1.2)分别提取油箱模型底部可布置区域和顶部可布置区域。

1.3)使用三维模型处理软件自带的离散点生成工具，分别对底部可布置区域和顶部可布置区域生成离散点。为了兼顾计算精度与计算效率，一般控制每个区域中的离散点数量在1000个以内。

2、对油箱底部与顶部的离散点进行笛卡尔乘积，建立不同方向的传感器安装线。

将步骤1中获取的底部与顶部的离散点进行笛卡尔乘积，每个底点与顶点的组合定义了油箱中一条传感器安装线的空间位置。经过此步骤，可以得到若干根遍布油箱三维空间中各个位置、各个安装角度的初始传感器安装线。

3、对传感器安装线进行预过滤处理

在传感器实际安装时，需要考虑众多因素，如底部、顶部存在非受感区域、传感器与油箱顶底部之间要预留一定安装间隙，传感器的倾斜角度不能过大、长度不应过短或过长、传感器应该与油箱内部结构不发生干涉。步骤2中获得的初始传感器安装线包括了油箱空间中各种位置的安装线，因此必须对其进行预过滤处理，过滤掉不满足安装要求的传感器，同时能够缩减传感器安装线的范围，加快后续步骤的求解速度。

3.1)根据传感器与油箱安装顶底部间隙、传感器底部、顶部非受感长度对所有传感器安装线的底部和顶部进行修正。经过修正后，传感器安装线的长度发生了改变；

3.2)过滤长度、倾斜角度超出阈值范围的传感器安装线。在本实施案例中，过滤长度小于100mm，大于2000mm的安装线，并过滤倾斜角度大于45°的安装线。

3.3)经过步骤3.2)过滤后的安装线仍然可能与模型内部结构发生干涉，还需要进行进一步过滤。遍历所有安装线，对每个安装线与油箱的三维模型进行求交操作，如果交点数量不为0，说明与油箱内部结构发生了干涉，需要过滤掉该安装线。

经过以上步骤可以得到满足安装可行性需求，遍布油箱空间内的各个可行的安装位置、具有各个可行安装角度的安装线。

4、对油面姿态角进行离散与组合

4.1)获取输入工况的姿态区间，如果区间长度大于180°，将姿态范围设置为任意长度等于180°的区间，然后进行离散，否则直接进行离散。

将油面俯仰姿态区间[-θ1,θ2]离散为9个角度，其中θ1表示最大俯角，θ2表示最大仰角。得到-θ1、-0.75θ1、0.5θ1、-0.25θ1、0、0.25θ2、0.5θ2、0.75θ2、θ2一共9个角度。将油面滚转姿态区间[-γ,γ]按同样的方式离散到9个角度。

当飞机存在大过载工况或者反飞工况时，油面的姿态范围较大，而某些姿态下的不可测量油量存在相等关系，当姿态区间长度超过180°时，将会存在重复进行不可测量油量约束的情况。例如滚转角0°时油箱的底部不可测量区域等于180°反飞时油箱的底部(机体坐标系)不可测量区域，滚转角22°时油箱的底部不可测量区域等于158°反飞时油箱的底部(机体坐标系)不可测量区域(见图1)。此时，如果不考虑这种区间重叠的情况，会造成不可测量约束的重复判断，导致布局结果有较大的精度损失。因此，当姿态范围区间长度大于180°时，将该姿态范围设置为任意长度等于180°的区间，然后进行离散，可以避免重复进行不可测油量约束判断，同时因为离散的更加精细，约束结果的不可测油量性能也更好。

在本实施案例中，俯仰角姿态为[-15°,15°]，滚转角姿态为[-180°,180°]。将俯仰角离散至-15°、-11.25°、-7.5°、-3.75°、0°、3.75°、7.5°、11.25°、15°一共9个姿态。将滚转角姿态范围缩小至[-90°,90°]，然后离散至-90°、-67.5°、-45°、-22.5°、0°、22.5°、45°、67.5°、90°一共9个姿态。

4.2)对离散后的俯仰角和滚转角进行组合，得到不同的组合姿态角。

为了模拟飞机的真实飞行情况，对离散后的俯仰角和滚转角姿态进行组合。分别形成单滚转、单俯仰、俯角与滚转角组合姿态，得到如表1所示的32个组合姿态。

表1

5、使用不同姿态角的油平面对安装线进行不可测量油量约束得到传感器安装线集合组

根据步骤4)获得的32个姿态角，使用不同姿态的油平面，获取满足每个油平面的底部不可测油量约束的安装线集合和顶部不可测量约束安装线集合，得到一个集合组，包含64个经过约束的安装线集合，每个集合中保存了若干根安装线(图2)。以获取某个姿态油平面的底部不可测量约束安装线集合为例，该姿态的油平面在不同的位置切割油箱模型，计算不同位置时平面切割模型底部的体积，如果切割体积与给定的底部不可测油量约束体积相同，则在该位置与所有安装线求交点，得到满足该姿态下底部不可测量油量约束的安装线集合。为了加快寻找该约束位置的速度，以模型最低点为起点。为了解决90°附近油面角难以找到约束位置的问题，以平面法向方向为移动方向。同时为了加快后续传感器安装线合并时的判断效率，此处保存传感器的序号而非坐标值，因此根据不可测量约束得到传感器安装线集合组的方法如下：

5.1)获取油箱模型的所有坐标点，将所有点沿第i个姿态下油平面法向方向由近到远进行排序，获取该方向的最近点，将油平面移动到最近点；

5.2)计算此时油平面法向相反方向的模型切割体积；

5.3)如果步骤5.2)所述的体积小于底部不可测油量约束体积，则油平面沿法向方向平移一段距离，并返回步骤5.2)；

5.4)如果步骤5.2)所述的体积大于底部不可测油量约束体积，则油平面沿法向相反方向平移一段距离，并返回步骤5.2)；

5.4)如果步骤5.2)所述的体积等于底部不可测油量约束体积，则用此位置的油平面与所有安装线求交，将存在交点的安装线序号保存集合中，得到满足第i个姿态底部不可测量油量约束的传感器安装线集合；

5.5)获取满足第i个姿态顶部不可测油量约束的安装线集合。其方法是步骤5.1)至步骤5.4)的对应过程，只需要将油平面移动至法向方向最远点，计算油平面法向相同方向的模型切割体积，并与顶部不可测量约束体积对比，如果不同，则油平面作对应的平移并再此进行切割对比，如果相同，则进行安装线求交运算，得到顶部不可测量约束安装线集合；

5.6)如果i<＝姿态个数，则i＝i+1，同时返回步骤5.1)，否则算法结束，得到满足所有姿态的底部、顶部不可测量约束安装线集合组。

6、对不可测量油量约束的结果集合组进行划分合并

6.1)判断不可测量油量约束的结果集合组U中的64个集合是否存在公共交集，如果存在，说明只需要一根传感器即可满足不可测量油量约束的要求，划分合并结束，否则根据步骤6.2)至步骤6.5)寻找划分合并至两组集合的方式；

图3是一种2根传感器数量下的划分方式之一(划分至两组集合)，因为对集合组进行划分的方式很多，每一次划分需要判断其是否有公共传感器安装线交集，存在大量重复判断，因此进行步骤6.2)所示方法可以预先建立并保存相交关系，便于快速判断是否有公共交集。

6.2)判断集合组U中各个集合的相交关系，建立包含两两相交关系的相交关系矩阵，矩阵中第i行的元素保存集合组U中与第i个集合有交集的集合的编号；

6.3)按照相交关系矩阵每行的元素个数进行排序，找出元素个数最小的一行，序号为j。因为每个集合对应一个不可测油量约束条件，因此，最终传感器布局方案中，其中一根传感器安装线一定是序号为j的集合中某一元素，又因为集合j只与第j行的集合元素有交集，所以其中一种划分方式的集合一定是第j行元素的子集，依次判断第j行元素的子集是否有公共交集，可以快速判断所有可行的划分方式。选择子集的方法根据步骤6.4)进行；

6.4)利用回溯算法，从第j行中选择r个(r＝1,2,3,...,min)集合(其中，min是第j行的元素个数)，判断r个集合与第j个集合构成的集合组Ur是否有公共交集，如果没有公共交集，作为回溯算法的剪枝条件返回，选择其他路径下的集合组Ur，如果有公共交集，进行步骤6.5)；

6.5)用集合组U减去步骤6.4)得到的集合组Ur，得到差集集合组Us，判断Us集合组是否有公共交集，如果有公共交集，则(Ur,Us)两个集合组作为一种两根传感器下的划分方式进行保存。如果没有公共交集，则返回步骤6.4)选择其他路径进行判断，直到所有路径下的划分方式判断完毕；

6.6)把集合组U划分为3个或3个以上集合组。该过程是步骤6.2)至步骤6.5)的类似过程，区别在于步骤6.5)中不直接判断差集集合组Us是否有公共交集，而是对Us执行步骤6.2)至步骤6.5)的过程，将Us划分为两个集合组，如果划分成功，则与Ur构成三个集合组。对差集Us执行划分为3个集合组的方法，可以将集合组U划分为3个以上集合组，不断重复此过程，直到将集合组U划分成功并找到该传感器数量下的所有划分方式。

步骤7)根据连续性约束和姿态误差约束从划分合并后的集合组中选择最优的传感器布局方案

7.1)获取步骤6)中划分合并后产生的不同数量传感器下集合组U的划分方式；

7.2)遍历每一种划分方式，对该方式下，每个集合组求公共交集，得到n根传感器数量下的n个集合；

7.3)对于7.2)产生的n个集合，从每个集合中心获取一根传感器，形成一组传感器。

7.4)检验传感器的连续性(图4)，如果满足连续性约束，则进行步骤7.5)，如果不满足连续性约束，则检查是否此数量下所有划分方式都不满足连续性要求，如果否，返回步骤7.2)，对其他划分方式进行判断，如果是，返回步骤7.1)，进行下一个传感器数量下划分方式的判断；

因为空间中包含不同的倾斜布置的传感器安装线，各个安装线之间可能存在交叉，导致常规的连续性判断准则失效，可以通过步骤7.4.1)至步骤7.4.5)的方法快速判断包含多个角度的倾斜布置传感器安装线的连续性：

步骤7.4.1)获取飞机工况在最大左滚转、最大右滚转、最大抬头、最大低头状态时的油面姿态；

步骤7.4.2)获取要判断连续性的若干根传感器的底点、顶点；

步骤7.4.3)对于步骤7.4.1)中的某个姿态，将步骤7.4.2)中获取到的所有点沿该姿态油平面法向方向由近到远排序，删除最近点和最远点，得到剩余的点集合；

步骤7.4.4)油平面依次过剩余点集合中的每个点，判断与所有传感器的交点数量，如果交点数量小于2则判断该组传感器不连续，算法结束，否则进行步骤7.4.5)；

步骤7.4.5)判断是否对四个姿态下都进行了连续性判断，如果是，则判断该组传感器连续，算法结束，否则切换到下一个姿态，返回步骤7.4.3)。

7.5)计算该组传感器的最大姿态误差，并作为一个传感器布局方案保存到布局结果集。

7.6)检查是否遍历完当前传感器数量下所有划分方式，如果否，返回步骤7.2)，如果是，将布局结果集中所有传感器方案按姿态误差由小到大进行排序，选择最小姿态误差的一组传感器作为最优传感器布局方案(图5)。

以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想在具体实施方式及应用范围上会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (6)

1.一种适用大过载与反飞工况的飞机油量传感器布局方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1)划分油箱底部与顶部的可布置区域，生成底部和顶部离散点；

步骤2)对油箱底部与顶部的离散点进行笛卡尔乘积，建立不同方向的传感器安装线；

步骤3)对传感器安装线进行预过滤处理；

步骤4)对油面姿态角进行离散与组合；

步骤5)使用不同姿态角的油平面对安装线进行不可测量油量约束得到传感器安装线集合组；

步骤6)对不可测量油量约束的结果集合组进行划分合并；

步骤7)根据连续性约束和姿态误差约束从划分合并后的集合组中选择最优的传感器布局方案。

2.根据权利要求1所述的一种适用大过载与反飞工况的飞机油量传感器布局方法，其特征在于，所述步骤3)对安装线进行预过滤处理的方法为：

步骤3.1)，根据传感器与油箱安装顶底部间隙、传感器底部、顶部非受感长度对所有传感器安装线的底部和顶部进行修正；

步骤3.2)，过滤长度、倾斜角度超出阈值范围的传感器安装线；

步骤3.3)，遍历所有安装线，与油箱模型求交点，过滤与模型存在交点的安装线。

3.根据权利要求1所述的一种适用大过载与反飞工况的飞机油量传感器布局方法，其特征在于，所述步骤4)中对油面姿态角进行离散时，如果姿态范围区间长度大于180°，将姿态范围设置为任意长度等于180°的区间，然后进行离散。

4.根据权利要求1所述的一种适用大过载与反飞工况的飞机油量传感器布局方法，其特征在于，所述步骤5)中使用不同姿态角的油平面对安装线进行不可测量油量约束得到传感器安装线集合的方法为：

步骤5.1)获取油箱模型的所有坐标点，将所有点沿第i个姿态下油平面法向方向由近到远进行排序，获取该方向的最近点，将油平面移动到最近点；

步骤5.2)计算此时油平面法向相反方向的模型切割体积；

步骤5.3)如果步骤5.2)所述的体积小于底部不可测油量约束体积，则油平面沿法向方向平移一段距离，并返回步骤5.2)；

步骤5.4)如果步骤5.2)所述的体积大于底部不可测油量约束体积，则油平面沿法向相反方向平移一段距离，并返回步骤5.2)；

步骤5.4)如果步骤5.2)所述的体积等于底部不可测油量约束体积，则用此位置的油平面与所有安装线求交，将存在交点的安装线序号保存集合中，得到满足第i个姿态底部不可测量油量约束的传感器安装线集合；

步骤5.5)获取满足第i个姿态顶部不可测油量约束的安装线集合，其方法是步骤5.1)至步骤5.4)的对应过程，并将油平面移动至法向方向最远点，计算油平面法向相同方向的模型切割体积，并与顶部不可测量约束体积对比，如果不同，则油平面作对应的平移并再此进行切割对比，如果相同，则进行安装线求交运算，得到顶部不可测量约束安装线集合；

步骤5.6)如果i<＝姿态个数，则i＝i+1，同时返回步骤5.1)，否则算法结束，得到满足所有姿态的底部、顶部不可测量约束安装线集合组。

5.根据权利要求1所述的一种适用大过载与反飞工况的飞机油量传感器布局方法，其特征在于，所述步骤6)对不可测量油量约束的结果集合组进行划分合并的方法包括：

步骤6.1)判断不可测量油量约束的结果集合组U中的各个集合是否存在公共交集，如果存在，划分合并结束，否则根据步骤6.2)至步骤6.5)寻找划分合并至两组集合的方式；

步骤6.2)判断集合组U中各个集合的相交关系，建立包含两两相交关系的相交关系矩阵，矩阵中第i行的元素保存集合组U中与第i个集合有交集的集合的编号；

步骤6.3)按照相交关系矩阵每行的元素个数进行排序，找出元素个数最小的一行，序号为j；

步骤6.4)利用回溯算法，从第j行中选择r个集合，其中，r＝1,2,3,…,min，min是第j行的元素个数，判断r个集合与第j个集合构成的集合组Ur是否有公共交集，如果没有公共交集，作为回溯算法的剪枝条件返回，选择其他路径下的集合组Ur，如果有公共交集，进行步骤6.5)；

步骤6.5)用集合组U减去集合组Ur，得到差集集合组Us，判断Us集合组是否有公共交集，如果有公共交集，则(Ur,Us)两个集合组作为一种两根传感器下的划分方式进行保存，如果没有公共交集，则返回步骤6.4)选择其他路径进行判断，直到所有路径下的划分方式判断完毕；

步骤6.6)把集合组U划分为3个或3个以上集合组，该过程是步骤6.2)至步骤6.5)的类似过程，区别在于步骤6.5)中不直接判断差集集合组Us是否有公共交集，而是对Us执行步骤6.2)至步骤6.5)的过程，将Us划分为两个集合组，如果划分成功，则与Ur构成三个集合组，对差集Us执行划分为3个集合组的方法，将集合组U划分为3个以上集合组，不断重复此过程，直到将集合组U划分成功并找到该传感器数量下的所有划分方式；

所述步骤6.3)至步骤6.6)的过程中，能够使用步骤6.2)生成的相交关系矩阵，加速合并过程中的交集判断。

6.根据权利要求1所述的一种适用大过载与反飞工况的飞机油量传感器布局方法，其特征在于，所述步骤7)中的连续性判断方法为：

a)获取飞机工况在最大左滚转、最大右滚转、最大抬头和最大低头状态时的油面姿态；

b)获取要判断连续性的若干根传感器的底点、顶点；

c)对于步骤a)中的某个姿态，将步骤b)中获取到的所有点沿该姿态油平面法向方向由近到远排序，删除最近点和最远点，得到剩余的点集合；

d)油平面依次过剩余点集合中的每个点，判断与所有传感器的交点数量，如果交点数量小于2则判断该组传感器不连续，算法结束，否则进行步骤e)；

e)判断是否对四个姿态下都进行了连续性判断，如果是，则判断该组传感器连续，算法结束，否则切换到下一个姿态，返回步骤c)。

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